machine learning چیست؟

machine learning چیست؟

فهرست مطالب

machine learning شاخه ای از هوش مصنوعی (AI) و علوم کامپیوتر است که به تمرکز بر استفاده از داده‌ها و الگوریتم‌ها برای تقلید از روشی که انسان‌ها یاد می‌گیرند می‌پردازد. و با گذشت زمان دقت آن را بهتر می‌سازد. در سال‌های گذشته پیشرفت تکنولوژی در ذخیره‌سازی و قدرت پردازش، به ساخت برخی از محصولات نوین همچون موتور توصیه‌ای نتفلیکس و خودروهای خودران پرداخته است. machine learning بخشی مهم از حوزه ی علم داده می‌باشد که به وسیله ی روش‌های آماری و الگوریتم‌ها برای طبقه بندی، پیش بینی و کشف بینش‌های کلیدی در پروژه‌های داده کاوی آموزش داده می‌شود.

این بینش‌ها در نهایت به هدایت تصمیم‌گیری در برنامه‌ها و کسب‌وکارها می‌پردازد و اثر به سزایی را بر معیارهای رشد کلیدی می‌گذارد. با گذشت زمان و رشد و گسترش داده‌های بزرگ میزان تقاضا در بازار افزایش می‌یابد. بنابراین از آن‌ها خواسته می‌شود تا به شناسایی مرتبط ترین سؤالات تجاری و داده‌های پاسخ به آن‌ها کمک کنند. در این مقاله به معرفی machine learning می‌پردازیم پس با ما همراه باشید.

machine learning چگونه کار می‌کند؟

سیستم الگوریتم machine learning به سه بخش اصلی تقسیم می‌شود که به شرح زیر است:

  1. فرآیند تصمیم گیری: در حالت کلی از machine learning برای پیش بینی یا طبقه بندی استفاده می‌شود. که می‌تواند دارای برچسب یا بدون برچسب باشند، به عبارتی الگوریتم تخمینی در مورد یک الگو در داده‌ها ایجاد می‌کند.
  2. یک تابع خطا: به ارزیابی پیش بینی مدل می‌پردازد و در صورت وجود نمونه‌های شناخته شده، تابع خطا می‌تواند مقایسه ای برای ارزیابی دقت مدل انجام دهد.
  3. یک فرآیند بهینه سازی مدل: در صورتی که مدل دارای تناسب بهتری با نقاط داده در مجموعه آموزشی باشد. الگوریتم این فرآیند را تکرار می‌کند و وزن‌ها را به طور مستقل تا رسیدن به آستانه دقت به روز می‌کند.

machine learning در مقابل deep learning

از آن جایی که deep learning و machine learning به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند، یکی از سوالاتی که مطرح می‌شود این است که تفاوت میان این دو مورد چیست؟

  • همه ی این موارد (machine learning، deep learning ،neural networks) زیر شاخه‌های هوش مصنوعی به حساب می‌آیند. با این حال، شبکه‌های عصبی زیر شاخه ای از machine learning  هستند و  deep learning زیر شاخه ای از شبکه‌های عصبی است.
  • deep learning می‌تواند از مجموعه داده‌هایی که برچسب‌گذاری‌شدند و به عنوان Supervised learning نیز معروف هستند، برای اطلاع‌رسانی الگوریتم خود استفاده کند، اما لزوماً به یک مجموعه داده برچسب‌دار نیاز ندارد. deep learning می‌تواند داده‌های بدون ساختار را به شکل خام (مثلاً متن یا تصاویر) وارد کند و به طور خودکار مجموعه‌ای از ویژگی‌هایی را تعیین کند که دسته‌های مختلف داده‌ها را از یکدیگر متمایز می‌کند. 
  • و…

مدل‎‌های machine learning

مدل‌های machine learning به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند که در این بخش به معرفی هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم:

  • Supervised machine learning

با بهره برداری از مجموعه داده‌هایی که برچسب گذاری شدند برای آموزش الگوریتم‌ها برای طبقه بندی داده‌ها یا پیش بینی دقیق نتایج تعریف می‌شود. Supervised machine learning به سازمان‌ها کمک می‌کند تا انواع مشکلات دنیای واقعی را در مقیاسی بزرگ تر حل کنند. برخی از روش‌های مورد استفاده در Supervised machine learning عبارتند از:

  1. Neural Networks
  2. Simple bayes
  3. linear regression
  4. logistic regression
  5. Random Forest 
  6. Support Vector Machine (SVM).
  • Unsupervised machine learning

به استفاده از الگوریتم‌های machine learning برای تجزیه و تحلیل و خوشه بندی مجموعه داده‌های بدون برچسب می‌پردازد. با کمک این الگوریتم ها می‌توان الگوهای پنهان یا گروه بندی داده‌ها را بدون نیاز به دخالت انسان کشف نمود. از این روش برای تجزیه و تحلیل داده‌های اکتشافی، استراتژی‌های فروش متقابل، تقسیم‌بندی مشتری، و تشخیص تصویر استفاده می‌شود.

  • Semi-supervised learning

این یادگیری واسطه ای میان دو یادگیری Supervised و unsupervised learning به حساب می‌آید. و در طول مسیر آموزش به استفاده از یک مجموعه داده برچسب‌دار کوچک‌تر برای هدایت طبقه‌بندی و استخراج ویژگی از یک مجموعه داده بزرگ‌تر و بدون برچسب می‌پردازد. این نوع یادگیری مشکلاتی همچون نداشتن داده‌های برچسب گذاری شده کافی برای الگوریتم Supervised machine learning را بر طرف می‌سازد و در صورتی که برچسب گذاری داده‌های کافی بسیار پرهزینه باشد کمک می‌کند.

  • Strengthening machine learning

یکی از انواع مدل‌های machine learning است که شبیه به Supervised learning است، ولی الگوریتم با استفاده از داده‌های نمونه آموزش داده نمی‌شود. در این مدل با استفاده از آزمون و خطا یاد می‌گیرد. و دنباله ای از نتایج موفقیت آمیز برای ایجاد بهترین توصیه یا خط مشی برای یک مشکل خاص تقویت می‌شود.

الگوریتم‌های رایج machine learning

در این بخش به معرفی تعدادی از الگوریتم‌های machine learning که معمولا استفاده می‌شود می‌پردازیم:

  • شبکه‌های عصبی : به شبیه سازی نحوه عملکرد مغز انسان با تعداد زیادی گره پردازشی مرتبط می‌پردازند. این شبکه‌ها در تشخیص الگوها خوب عمل می‌کنند و نقش مهمی در کاربردهایی همچون ترجمه زبان طبیعی، تشخیص تصویر، تشخیص گفتار و ایجاد تصویر دارند.
  • Linear regression : از آن برای پیش بینی مقادیر عددی بر اساس رابطه خطی بین مقادیر مختلف استفاده می‌شود. 
  • Clustering : با استفاده از Unsupervised learning، الگوریتم‌های خوشه بندی می‌توانند الگوهای موجود در داده‌ها را شناسایی کنند تا بتوان آن‌ها را گروه بندی کرد.
  • decision tree : می‌توان هم برای پیش بینی مقادیر عددی (رگرسیون) و هم برای طبقه بندی داده‌ها به دسته‌ها استفاده کرد. decision tree از یک دنباله انشعاب از تصمیمات مرتبط استفاده می‌کند که می‌تواند با یک نمودار درختی نمایش داده شود. یکی از مزایای این الگوریتم این است که بر خلاف جعبه سیاه شبکه عصبی، اعتبارسنجی و ممیزی آسان است.
  • Random forests : در Random forests، الگوریتم یادگیری ماشین یک مقدار یا دسته را با ترکیب نتایج تعدادی decision tree پیش‌بینی می‌کند.

از machine learning در کجا استفاده می‌شود؟ 

در این بخش به معرفی برخی از مواردی که machine learning در آن کاربرد دارند می‌پردازیم :
  • تشخیص گفتار

از این قابلیت برای پردازش زبان طبیعی (NLP) برای ترجمه گفتار انسان به قالب نوشتاری استفاده می‌شود. بسیاری از دستگاه‌های تلفن همراه برای انجام جستجوی صوتی از تشخیص گفتار در سیستم‌های خود استفاده می‌کنند. 

  • خدمات مشتری

 چت ربات‌های آنلاین در طول مسیری که مشتری طی می‌کند جایگزینی برای عوامل انسانی می‌شوند و نحوه تفکر ما را در مورد تعامل با مشتری در بین وب‌سایت‌ها و پلتفرم‌های رسانه‌های اجتماعی تغییر می‌دهند. این ربات‌ها به سؤالات متداول در مورد موضوعاتی مانند حمل و نقل پاسخ می‌دهند، یا توصیه‌های شخصی، فروش متقابل محصولات یا اندازه‌های پیشنهادی را برای کاربران ارائه می‌دهند.

  • بینایی رایانه

این کمک را در اختیار رایانه‌ها قرار می‌دهند تا بتوانند اطلاعات معنی‌داری را از تصاویر دیجیتال، ویدیوها و سایر ورودی‌های بصری به دست آورند و سپس اقدام مناسب را انجام دهند. 

  • موتورهای توصیه

این امکان در machine learning وجود دارد تا بتوانند به کشف روندهای داده‌ای که می‌توانند برای توسعه استراتژی‌های فروش متقابل مؤثرتر مورد استفاده قرار گیرند، بپردازند.

  • معاملات خودکار سهام

این پلتفرم‌ها که دارای فرکانسی بالا مبتنی بر هوش مصنوعی هستند برای بهینه‌سازی سبد سهام طراحی شده‌اند، و می‌توانند هزاران یا حتی میلیون‌ها معامله را در روز بدون دخالت انسان انجام می‌دهند.

  • تشخیص تقلب

از machine learning در بانک‌ها و سایر موسسات مالی استفاده می‌شود؛ چرا که می‌تواند به شناسایی تراکنش‌های مشکوک بپردازد.

چالش‌های machine learning

پیشرفت و توسعه ی این فناوری در کنار آن که مسیر زندگی را برای افراد آسان تر و هموارتر نموده نگرانی‌های اخلاقی زیادی را نیز با خود به همراه داشته است که در اینجا به معرفی برخی از این چالش‌های پیش رو می‌پردازیم :

  • تکینگی تکنولوژیک ( Technological singularity )

این موضوع در حال حاضر توجه بسیاری از افراد را به خود جلب کرده است. محققان دل نگرانی‌ای در زمینه ی پیشی گرفتن هوش مصنوعی از انسان ندارند. تکینگی تکنولوژیک که به عنوان هوش مصنوعی قوی یا ابر هوش معروف است. بنابر تعریف فیلسوف نیک بوستروم، عبارت است از: «هر عقلی که عملاً در هر زمینه‌ای، از جمله خلاقیت علمی، خرد عمومی، و مهارت‌های اجتماعی، از بهترین مغزهای انسان بسیار بهتر عمل می‌کند». این مسئله تا به امروز در ذهن افراد قرار دارد و هنوز جواب قطعی ای برای این نگرانی به افراد داده نشده است.

  • تاثیر هوش مصنوعی بر مشاغل

با وجود آنکه در حال حاضر بخش وسیعی از تفکرات درباره ی هوش مصنوعی بر از دست دادن شغل‌ها استوار است. باید توجه کرد که به ازای ورود هر فناوری جدید که چه مخرب باشد و چه نه تقاضاها نیز برای آن نقش‌های شغلی نیز تغییر می‌کند.

به عبارتی، هوش مصنوعی تقاضاها برای مشاغل را از منطقه ای به منطقه ی دیگر منتقل می‌سازد؛ پس وجود افرادی که به مدیریت سیستم های هوش مصنوعی کمک کنند امری مهم محسوب می‌شود.

  • حریم خصوصی

از دیگر مواردی که نگرانی افراد را در دنیای machine learning افزایش می‌دهد مسائل مربوط به حریم خصوصی است که در جهت رفع آن قوانینی تصویب شد که افراد بتوانند داده‌های خود را بیشتر کنترل نمایند. در نتیجه، سرمایه‌گذاری در امنیت به یک اولویت فزاینده برای کسب‌وکارها تبدیل شد، زیرا آن‌ها به دنبال حذف هرگونه آسیب‌پذیری و فرصت‌هایی برای نظارت، هک و حملات سایبری هستند.

  • و…

و در آخر 

machine learning به عنوان زیر مجموعه‌ای از هوش مصنوعی است که عمدتاً با توسعه الگوریتم‌هایی مرتبط است که به رایانه اجازه می‌دهد تا از داده‌ها و تجربیات گذشته خود به تنهایی یاد بگیرد. این اصطلاح نخستین بار توسط آرتور ساموئل در سال 1959 معرفی شد. machine learning فناوری‌ای در حال رشد می‌باشد که این امکان را برای رایانه ها فراهم می‌آورد تا بتوانند به صورت خودکار داده‌ها را بیاموزند. machine learning از الگوریتم‌های مختلفی برای ساخت مدل های ریاضی و همین طور پیش‌بینی با استفاده از داده‌ها یا اطلاعات تاریخی استفاده می‌کند. 

امیدواریم از خواندن این مقاله لذت برده باشید. جهت کسب اطلاعات بیشتر به وبلاگ پویان آی تی مراجعه نمایید و سوالات و نظرات خود را با ما در میان بگذارید.

به این مقاله امتیاز دهید!

میانگین امتیاز 0 / 5. تعداد رأی ها : 0

هنوز هیچ رأیی داده نشده. اولین نفر باشید!

اشتراک گذاری اشتراک گذاری در تلگرام اشتراک گذاری در لینکدین اشتراک گذاری در ایکس کپی کردن لینک پست

و در ادامه بخوانید

اولین دیدگاه را اضافه کنید.

برچسب ها

Machine learning علم داده هوش مصنوعی داده کاوی